土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥對(duì)豫東黃潮土區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

崔保偉

(商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 商丘 476000)

馬鈴薯是重要的糧食作物，適用性強(qiáng)，種植范圍廣，塊莖產(chǎn)量高，營(yíng)養(yǎng)豐富，在當(dāng)今人類食物中占有重要地位[1]。商丘市位于豫東黃河沖積平原區(qū)，土壤類型為黃潮土，分布有較大面積的砂質(zhì)壤土，自然生態(tài)條件適合馬鈴薯種植。近年來，由于馬鈴薯種植過程中無機(jī)肥的過量施用，土壤生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，出現(xiàn)土壤板結(jié)，肥力下降，土壤耕性、保水保肥性降低等問題，嚴(yán)重影響馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)，同時(shí)也造成肥料利用率降低[2-3]。土壤調(diào)理劑通過高活性物質(zhì)與水的媒介作用，可以增加土壤微生物活性，促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，提高土壤通透性，增強(qiáng)土壤保水保肥能力[4-5]。農(nóng)家腐熟有機(jī)肥有機(jī)質(zhì)含量高，養(yǎng)分豐富，肥效持久，施入土壤不僅可改善土壤理化性質(zhì)，促進(jìn)微生物繁殖，還能解決長(zhǎng)期施用無機(jī)肥對(duì)土壤的危害，同時(shí)還具有提高養(yǎng)分利用率、作物產(chǎn)量和品質(zhì)等作用[6-7]。

目前，關(guān)于有機(jī)肥、土壤調(diào)理劑的應(yīng)用研究很多[8-22]。孫學(xué)武等[8]研究表明，施用土壤調(diào)理劑能夠明顯改良土壤，促進(jìn)花生生長(zhǎng)發(fā)育，提高花生產(chǎn)量和品質(zhì)；任珂等[9]研究表明，有機(jī)肥和無機(jī)肥均提高了土壤和植株體內(nèi)的氮磷鉀含量，并極顯著增加了馬鈴薯塊莖的產(chǎn)量;郭振升等[10]研究發(fā)現(xiàn)，在正常旋耕基礎(chǔ)上增施土壤調(diào)理劑能夠降低土壤容重，提高土壤孔隙度，增加小麥產(chǎn)量；靳輝勇等[11]研究表明，施用土壤調(diào)理劑能提高烤煙根系活力，改善土壤微生態(tài)環(huán)境;邱曉麗等[12]研究發(fā)現(xiàn)，生物有機(jī)肥可提高土壤微生物活性，改善根際環(huán)境，提高馬鈴薯根系活力，增加產(chǎn)量；王光飛等[13]研究發(fā)現(xiàn)，施用生物有機(jī)類復(fù)合土壤調(diào)理劑能降低土壤鹽分含量，改善土壤生物學(xué)性狀，有效緩解連作障礙，進(jìn)而提高葉菜產(chǎn)量; 陳士更等[14]研究土壤調(diào)理劑對(duì)酸化果園土壤的改良效果，發(fā)現(xiàn)在常規(guī)施肥下配施腐植酸土壤調(diào)理劑可作為短期內(nèi)改良酸化土壤、提高蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)的有效途徑。但是，有關(guān)有機(jī)肥配施土壤調(diào)理劑的應(yīng)用研究主要集中在花生、煙草、西瓜、蔬菜作物上[23-26]。周先林等[23-24]研究表明，動(dòng)物蛋白骨粉液體有機(jī)肥與土壤調(diào)理劑配施可有效促進(jìn)花生、西瓜生長(zhǎng)發(fā)育，提高產(chǎn)量和品質(zhì)；曾強(qiáng)等[25]研究發(fā)現(xiàn)，生物有機(jī)肥配施土壤調(diào)理劑可提高土壤微生物活性，促進(jìn)煙株的生長(zhǎng)發(fā)育，提高煙株的抗病性和烤后煙葉品質(zhì)；陳云峰等[26]研究表明，聯(lián)普有機(jī)肥和土壤調(diào)理劑配施能提高莧菜、辣椒、蘿卜等蔬菜產(chǎn)量及品質(zhì)。有機(jī)肥配施土壤調(diào)理劑在馬鈴薯上的應(yīng)用研究較少，楊正濤等[27]研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥(菌渣與蚯蚓糞)與土壤改良劑(聚丙烯酰胺PAM)配施既能提高土壤肥力，又可提高馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)。目前，關(guān)于有機(jī)肥配施土壤調(diào)理劑在豫東黃潮土區(qū)馬鈴薯上的應(yīng)用研究鮮見報(bào)道。為此，以腐熟豬糞有機(jī)肥和土壤調(diào)理劑為材料，研究土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥單施及配施對(duì)豫東黃潮土區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為該生態(tài)區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)提供技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況及試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2019年在商丘市梁園區(qū)劉口鄉(xiāng)種植基地進(jìn)行，土壤類型為黃潮土，土質(zhì)為壤土，前茬作物為小麥，土壤肥力均勻，耕層主要養(yǎng)分狀況：pH值7.68，有機(jī)質(zhì)含量10.4 g/kg、堿解氮(N)含量68.8 mg/kg、有效磷(P2O5)含量15.5 mg/kg、速效鉀(K2O)含量84.5 mg/kg。

供試馬鈴薯為中薯5號(hào)原種。供試有機(jī)肥為農(nóng)家腐熟豬糞，含有機(jī)質(zhì)34.68%、N 1.97%、P2O51.38%、K2O 1.56%、水分29.47%；無機(jī)肥為氮磷鉀三元復(fù)合肥料(N∶P2O5∶K2O=5∶15∶20)；土壤調(diào)理劑含硫酸銨、氨基酸粉、硫酸鋅、硫酸亞鐵、硫酸錳、磷酸氫銨、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉等，由河南省火車頭農(nóng)業(yè)技術(shù)有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，分別為T1(對(duì)照，CK)：常規(guī)施肥，T2: 常規(guī)施肥+45 kg/hm2土壤調(diào)理劑，T3:常規(guī)施肥+18 000 kg/hm2有機(jī)肥，T4:常規(guī)施肥+18 000 kg/hm2有機(jī)肥+45 kg/hm2土壤調(diào)理劑，T5:常規(guī)施肥+22 500 kg/hm2有機(jī)肥。常規(guī)施肥于整地前一次性施氮磷鉀三元復(fù)合肥750 kg/hm2，有機(jī)肥和土壤調(diào)理劑在整地前全部作基肥一次施入，馬鈴薯現(xiàn)蕾期結(jié)合中耕追施尿素(含N 46%)150 kg/hm2。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，小區(qū)面積40 m2(5 m×8 m),區(qū)組間距1 m，共計(jì)15個(gè)小區(qū)。于2019年4月20日種植，其他管理同一般大田。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 土壤理化性質(zhì) 土壤的容重、孔隙度采用飽和浸提法測(cè)定，有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》測(cè)定[28]，pH值采用酸度計(jì)測(cè)定。

1.3.2 農(nóng)藝性狀 馬鈴薯收獲之前，每小區(qū)隨機(jī)抽取15株測(cè)定莖粗、株高、分枝數(shù)。

1.3.3 產(chǎn)量 馬鈴薯收獲時(shí)，每小區(qū)隨機(jī)取4行，每行取6 m收獲馬鈴薯，折算產(chǎn)量，同時(shí)按照大薯(150 g以上)、中薯(50～150 g)、小薯(50 g以下)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類[27]。

1.3.4 品質(zhì)指標(biāo) 馬鈴薯淀粉含量采用水浸提-碘色法測(cè)定[29]，維生素C(Vc)含量采用熒光法測(cè)定[30]，還原糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定[30],粗蛋白含量采用半微量凱氏定氮法測(cè)定[31]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2012及DPS 7.05進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

由表1可以看出，施用土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥可以有效提高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量，各指標(biāo)均以T4處理最高，分別比T1處理顯著提高37.44%、10.51%、18.99%、19.81%。對(duì)于有機(jī)質(zhì)含量，T3、T4、T5處理均顯著高于T1處理，T4處理顯著高于其他處理，T2處理與T1處理、T3處理與T5處理均無顯著差異；對(duì)于堿解氮、有效磷含量，兩者表現(xiàn)趨勢(shì)相同，T3、T4、T5處理間差異不顯著，均顯著高于T1、T2處理；對(duì)于速效鉀含量，除T1處理與T2處理差異不顯著外，其他處理間差異均達(dá)到顯著水平，具體表現(xiàn)為T4>T5>T3>T2>T1。

表1 土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

土壤容重和孔隙度是反映土壤疏松狀況的重要指標(biāo)。施用土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥可以有效降低土壤容重，提高土壤孔隙度，以T4處理土壤容重最低、土壤孔隙度最大，且不同施肥處理間均達(dá)到顯著差異。說明在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥、土壤調(diào)理劑可以疏松土壤，改良板結(jié)，二者配合施用效果最佳。

2.2 土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯農(nóng)藝性狀的影響

由表2可以看出，施用土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥處理馬鈴薯株高、莖粗、分枝數(shù)均高于T1處理,各指標(biāo)均以T4處理最高，具體表現(xiàn)為T4>T5>T3>T2>T1。施用土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥處理馬鈴薯株高比T1處理顯著提高6.99%～29.48%；莖粗顯著提高9.75%～33.62%，其中T2處理與T3處理差異不顯著，其他處理間差異均達(dá)到顯著水平；分枝數(shù)顯著提高16.94%～30.90%，T2—T4處理間差異均不顯著。綜上可見，施用土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥能夠顯著增加馬鈴薯株高、莖粗、分枝數(shù)，以兩者配施處理效果最佳。

表2 土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯農(nóng)藝性狀的影響

2.3 土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯大薯率及產(chǎn)量的影響

由圖1可知，施用土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥處理馬鈴薯大薯率均顯著高于T1處理,提高幅度介于16.95%～43.08%，以T4處理效果最佳；T3處理與T5處理間差異不顯著，其他處理間差異均達(dá)到顯著水平。綜上可見，施用土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥能夠顯著增加馬鈴薯的大薯率，有助于提高產(chǎn)量，以兩者配施處理效果最佳。

不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)

由表3可以看出，施用有機(jī)肥、土壤調(diào)理劑可極顯著增加馬鈴薯產(chǎn)量，較T1處理增產(chǎn)15.89%～31.98%，以T4處理增產(chǎn)效果最佳，其產(chǎn)量為41 461.95 kg/hm2，與其他處理間差異均達(dá)到極顯著水平；T5、T3處理次之，較T1處理分別增產(chǎn)23.22%、20.30%，二者差異不顯著；T5處理顯著高于T2處理，T3處理與T2處理間差異不顯著。綜上可見，施用土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥能夠極顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量，以兩者配施處理效果最佳。

表3 土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響

2.4 土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯品質(zhì)的影響

從表4可以看出，施用土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥可以顯著提高馬鈴薯品質(zhì)，以T4處理效果最佳，該處理馬鈴薯的淀粉、粗蛋白、還原糖、Vc含量較T1處理分別提高43.98%、27.61%、49.59%、31.20%。淀粉含量表現(xiàn)為T4>T5>T3>T2>T1，各處理間差異均達(dá)到顯著水平；粗蛋白含量同樣表現(xiàn)為T4>T5>T3>T2>T1，T4處理與T5處理間差異不顯著，其他處理間差異均達(dá)到顯著水平；還原糖含量表現(xiàn)為T4>T5>T2>T3>T1，T2處理與T3處理間差異不顯著，其他處理間差異均達(dá)到顯著水平；Vc含量表現(xiàn)為T4>T5>T2>T3>T1，T2、T3、T5處理間無顯著差異，其他處理間差異均達(dá)到顯著水平。綜上可見，施用土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥能夠顯著提高馬鈴薯品質(zhì)，以兩者配施處理效果最佳。

表4 土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯品質(zhì)的影響

3 結(jié)論與討論

良好的土壤條件能夠促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育，是獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)。施用有機(jī)肥、土壤調(diào)理劑可以有效提高土壤養(yǎng)分含量，改良土壤結(jié)構(gòu)，提高肥力，改良單施化學(xué)肥料對(duì)土壤造成的板結(jié)[32-34]。本研究結(jié)果表明，施用農(nóng)家有機(jī)肥、土壤調(diào)理劑可以有效提高土壤肥力，顯著降低土壤容重，增加土壤孔隙度，這與前人[32-34]研究結(jié)果相似。所有處理中，以土壤調(diào)理劑與有機(jī)肥配施的T4處理效果最好，該處理土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量較T1處理分別顯著提高37.44%、10.51%、18.99%、19.81%。這與前人[33-34]研究結(jié)果相一致。

本研究結(jié)果表明，施用土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥可促進(jìn)馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育，提高馬鈴薯產(chǎn)量，改善馬鈴薯品質(zhì)，這與前人[23-27,35]研究結(jié)果相似。所有處理中，以土壤調(diào)理劑與有機(jī)肥配施的T4處理效果最好，與T1處理相比，馬鈴薯株高、莖粗、分枝數(shù)分別顯著提高29.48%、33.62%、30.90%，大薯率顯著增加43.08%，產(chǎn)量極顯著提高31.98%,馬鈴薯淀粉、粗蛋白、還原糖、維生素C含量分別顯著提高43.98%、27.61%、49.59%、31.20%。綜合考慮，土壤調(diào)理劑與有機(jī)肥配施改良土壤、提高馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的效果最好。